航空发动机叶片加工变形因素分析及控制
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航空发动机叶片加工变形分析与控制措施摘要:发动机是航空飞行器的动力来源,其叶片的质量直接影响到其整体的工作和工作的稳定性。
航空发动机叶片的制造要求空间结构复杂,几何精度要求高,叶片加工难度较大,其生产效率较低,因此必须注意叶片变形的成因及控制措施。
关键词:航空发动机叶片;加工变形因素;分析及控制0引言航空发动机的叶片在航空发动机中占有很大的比重,其叶片的加工能力可以达到30%,其结构复杂,精度高,是制约其发展的关键。
根据美国 NASA的发现,飞机引擎的叶片显示,减少表面粗糙度和提高外形的精确度可以使飞机引擎的性能提高3%~6%。
通过对航空发动机叶片进行加工,改善其加工精度,既能提高其工作效率,又能有效地减少其燃油消耗,提高其经济性和适用性。
1叶片加工的现状长期以来,航空发动机所需的材料都非常昂贵和紧缺,如钛合金、镍基高温合金等,是制约我国航天工业发展的重要因素。
近年来,我国航空发动机所用的基础材料发生了巨大的改变,如金属基复合材料、陶瓷基复合材料等,其价格和短缺状况均有所改善。
目前,航空发动机对桨叶的转角、叶片的厚度、叶片的加工精度提出了更高的要求。
随着网络技术的发展,飞机的制造变得更加方便。
将五轴联动数控机床与 CNC编程原理相结合,大大提高了叶片的加工精度。
2影响叶片变形的因素航空发动机叶片在制造过程中,常常会产生一些变形,这些变形会对叶片成形量产生一定的影响,从而对航空发动机的工作效率产生一定的影响。
影响航空发动机叶片变形的主要原因有三个。
2.1刀具切削力引起的叶片变形在航空发动机叶片制造过程中,由于刀具与航空发动机叶片的加工部件之间存在着切削力,因此,切削力很容易使其发生变形,而由于飞机的叶片结构和材质都是较薄、较硬的结构,因此很容易受到切削力的影响。
由于叶片的加工形状比较复杂,其各个部位受到的力也不尽相同,而且在切削过程中,各个部位的变形也不尽相同。
通常情况下,航空发动机叶片的叶尖处和进、排气位置受到的压力比较大,产生的应力也比较大,而其它部分的变形量相对比较小,这就造成了飞机叶片的最终加工精度降低。
航空发动机叶片加工变形因素分析及控制发布时间:2021-09-03T16:53:31.267Z 来源:《科学与技术》2021年第4月第11期作者:朱丽[导读] 为做好航空发动机叶片的加工,本文先概述了航空发动机,然后对航空发动机叶片朱丽中国航发燃气轮机有限公司辽宁省沈阳市 110167摘要:为做好航空发动机叶片的加工,本文先概述了航空发动机,然后对航空发动机叶片加工变形因素进行了分析,最后提出了其相应的控制方法,以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词:航空发动机;叶片加工;变形因素;控制1航空发动机航空发动机(aero-engine)是一种高度复杂和精密的热力机械,作为飞机的心脏,不仅是飞机飞行的动力,也是促进航空事业发展的重要推动力,人类航空史上的每一次重要变革都与航空发动机的技术进步密不可分。
经过百余年的发展,航空发动机已经发展成为可靠性极高的成熟产品,正在使用的航空发动机包括涡轮喷气/涡轮风扇发动机、涡轮轴/涡轮螺旋桨发动机、冲压式发动机和活塞式发动机等多种类型,不仅作为各种用途的军民用飞机、无人机和巡航导弹动力,而且利用航空发动机衍生发展的燃气轮机还被广泛用于地面发电、船用动力、移动电站、天然气和石油管线泵站等领域。
进入21世纪,航空发动机正在进一步加速发展,将为人类航空领域带来新的重大变革。
传统的航空发动机正在向齿轮传动发动机、变循环发动机、多电发动机、间冷回热发动机和开式转子发动机发展,非传统的脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机、涡轮基组合发动机,以及太阳能动力和燃料电池动力等也在不断成熟,这些发动机的发展将使未来的航空器更快、更高、更远、更经济、更可靠,并能够满足更加严格的环保要求,并将使高超声速航空器、跨大气层飞行器和可重复使用的天地往返运输成为现实。
2航空发动机叶片加工变形因素2.1切削力导致的“让刀”变形刀具与加工零件两者会在运动过程中产生切削力,故而加工零件形体改变的概率也会相应增加,航空发动机叶片加工也亦如此,构件变形问题难以完全规避。
航空发动机叶片加工变形控制方法航空发动机叶片加工变形控制方法主要包括以下几个方面:材料选取与预处理、工艺参数优化、加工控制手段以及质量监控等。
在航空发动机叶片加工过程中,材料的选取和预处理对于最终的加工变形控制至关重要。
选取合适的材料可以使叶片具有较好的机械性能和热稳定性,从而减少加工过程中的变形。
预处理包括对材料进行热处理、表面处理和退火等工艺,以使材料的晶粒尺寸均匀、组织结构稳定,降低加工时的内应力,减少变形的可能性。
在叶片加工过程中,工艺参数的优化也是控制变形的重要手段。
包括切削参数(如切削速度、进给量、切削深度等)、冷却润滑剂的选择和使用、刀具的选择和磨砺等。
通过调整工艺参数,可以降低切削温度、缩小加工变形的范围,从而保证叶片的精度和质量。
加工控制手段是控制叶片加工变形的关键措施之一。
加工过程中,需要采用合适的夹具和装夹方式,以保证叶片的固定和稳定性。
对于复杂结构的叶片,可以采用多道切削和多次翻转的方法,分段进行加工,减少单次切削对叶片的影响。
在加工过程中保持合理的加工速度和加工力度,避免过度切削和挤压变形。
质量监控也是叶片加工变形控制的重要手段之一。
通过在线监测和离线测量等手段,实时监测叶片的加工参数和几何尺寸,及时调整和校准加工设备,保证叶片的加工精度和几何形状的稳定性。
航空发动机叶片加工变形控制方法主要包括材料选取与预处理、工艺参数优化、加工控制手段以及质量监控等方面的措施。
通过合理的材料选取和预处理、优化的工艺参数、科学的加工手段和有效的质量监控,可以降低叶片加工过程中的变形,提高叶片的加工精度和质量。
航空发动机叶片加工变形控制方法【摘要】航空发动机叶片加工变形对发动机性能和寿命产生严重影响,因此控制叶片加工变形至关重要。
本文通过对叶片加工变形的原因进行分析,提出了一种有效的控制方法,并提出了工艺优化方案。
通过实验验证和数值模拟分析,验证了该方法的有效性和可行性。
本文的研究为航空发动机叶片加工变形控制提供了新的思路和方法,为提高发动机性能和延长使用寿命做出了贡献。
未来的研究方向可以进一步深入探讨叶片加工变形的机理和影响因素,完善控制方法和优化方案,以更好地应对航空发动机叶片加工变形的挑战。
【关键词】航空发动机叶片、加工变形、控制方法、工艺优化、实验验证、数值模拟分析、研究背景、研究意义、贡献、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景航空发动机叶片是飞机发动机中的重要部件,其性能直接影响到发动机的运行效率和安全性。
叶片的加工质量对发动机的整体性能有着重要影响,而叶片加工过程中可能会出现变形的问题,导致叶片的形状和尺寸偏离设计要求,进而影响发动机的性能。
叶片加工变形的主要原因包括加工过程中的机械载荷、热应力以及材料的变形特性等。
针对叶片加工中存在的变形问题,研究人员一直在探索各种控制方法和优化方案,以提高叶片加工的精度和稳定性。
通过实验验证和数值模拟分析等手段,可以进一步验证和优化叶片加工控制方法的有效性和可行性。
本文旨在探讨航空发动机叶片加工变形的控制方法,通过实验验证和数值模拟分析,提出工艺优化方案,为改善叶片加工质量和提高发动机性能提供参考。
未来的研究方向将重点关注叶片加工变形的机理研究和新型控制方法的探索,以进一步提升叶片加工的精度和效率。
1.2 研究意义航空发动机叶片作为发动机的重要组成部分,其性能直接影响到飞机的安全和性能。
叶片加工变形是影响叶片性能的一个重要因素,如果叶片加工变形控制不好,可能会导致叶片结构疲劳破坏、失衡等问题,进而影响到整个发动机的正常运行。
研究航空发动机叶片加工变形控制方法具有重要的理论意义和实践价值。
航空发动机叶片加工变形因素及控制措施摘要:作为飞机的核心构件,航空发动机叶片具有薄壁曲面属性,加工难度较大,一旦处理不当,会对发动机性能造成较大的负面影响。
为了保证加工精度,必须明晰叶片加工变形机理,采取针对性的措施进行控制。
基于此,对当下部分航空发动机叶片加工状况进行研究、整理和分析,阐述了影响航空发动机叶片加工变形的主要因素,并从装夹方式、加工工艺、参数设置、变形补偿等多个角度提出一些航空发动机叶片加工变形控制措施,用以减少航空发动机叶片加工变形程度,为相关工作人员提供理论参考。
关键词:航空发动机叶片;加工变形因素;控制措施;0引言航空航天事业的发展需要强大的工业实力支撑。
想要追求更加卓越的飞行性能和更加稳定节能的飞行状态,航空发动机零部件质量的提升是必要的。
其中航空发动机叶片在发动机运转过程中发挥着举足轻重的作用,参与了进气、压缩、燃烧、排放等多个阶段。
根据工作环境的不同,航空发动机叶片的数量、种类和结构有着一定的差异。
叶片的加工精度将会直接影响发动机的推进效率、推进稳定性和燃料损耗等。
然而现阶段部分工作人员在开展航空发动机叶片加工时仍存在一些问题如装夹方式不合理、参数设置偏差、冷却不到位等,导致加工时产生的切削力、残余应力、切削热等过大,再加上发动机叶片自身结构复杂、刚性较弱等特性影响,叶片自然而然容易发生加工变形问题。
为了满足发动机叶片的各项应用需求,应当全面梳理影响叶片加工变形的主观、客观因素,突破传统制造的思维框架,进一步优化加工工艺,获取最佳的加工参数,打开叶片加工新局面。
1航空发动机叶片加工变形因素分析1.1切削力因素切削力是引发航空发动机叶片加工变形的主要因素。
受刀具作用,叶片在切削过程中出现“让刀”问题,未能切除所要切除的部分。
待到叶片弹性恢复后,叶片所呈现出的加工精度实际是小于设计要求的精度,从而产生加工变形。
且由于航空发动机叶片属于复杂的薄壁曲面结构,极易受力不均匀,导致加工精度把控困难。
航空发动机叶片加工变形因素分析及控制黄超,那杰(中国航空制造技术研究院,北京1000240摘要:航空飞机的动力源是发动机,发动机叶片的质量关乎整个航空发动机的性能和运行稳定性。
航空发动机的叶片在制造时,需要非常复杂的空间结构和精确的几何精度,给叶片制造带来了巨大挑战,叶片的成品率相对来说会有所下降,需重视航空发动机叶片出现变形的原因和控制方法。
关键词'航空发动机叶片;加工变形因素;分析及控制中图分类号:,263.1+3文献标识码:B DOI:10.16621/3i.issn1001-0599.2020.12D.640引言航空发动机叶片的加工量占据整个航空发动机的30%,曾有研究证明,提升航空发动机叶片表面的精度,可以提升航空发动机性能3%〜6%,不仅提升航空发动机的效率,还可以在极大程度上降低航空发动机的油耗,提升航空发动机的经济性和实用性。
1叶片加工的现状一直以来,航空发动机使用的材料非常昂贵、紧缺,如钛合金、f基高温合金等,困扰了我国航空事业的发展。
近几年来,我国航空发动机使用的基础材料出现了很大变化,金属基复合材料及陶瓷基复合材料等的价格和紧缺程度都得到了很大缓解。
当今,航空发动机对叶片的扭角和厚度都有了更高的要求,对航空发动机叶片的加工精度也有了更高要求。
互联网科技的融入,使得航空发动机的加工便利了许多。
在叶片加工中应用五轴联动数控机床和数控编程理论,使加工精度有了极大提升。
2影响叶片变形的因素航空发动机的叶片在加工时经常出现变形情况,变形情况频发会影响叶片的成型量,影响航空发动机的运行效率。
造成航空发动机叶片变形的主要因素是以下3个。
2.1刀具切削力引起的叶片变形航空发动机叶片生产时,刀具与航空发动机叶片的加工零件之间存在切削力,切削力非常容易造成零件变形,而航空发动机叶片的构型和材料是薄壁的弱刚性材料,在切削力的作用下更容易变形。
叶片的加工造型非常复杂,叶片各部分的受力也不同,刀具作用下的各部分变形量不同。
航空发动机叶片加工变形因素分析及控制航空发动机是航空器的重要组成部分,其性能的优劣直接影响到飞机的飞行性能和安全性。
发动机叶片作为发动机的核心部件之一,其加工质量和形状对发动机的性能起着至关重要的作用。
因此,对于航空发动机叶片加工变形因素的分析和控制具有重要意义。
1.材料性能:材料的热胀冷缩系数以及机械性能对叶片的加工变形具有重要影响。
因此,选择合适的材料是减小叶片加工变形的关键。
2.切削力:切削力是指在加工过程中刀具对工件所生成的力,切削力大小和变化趋势直接影响叶片的加工质量和形状。
切削力过大会导致叶片表面粗糙度增加以及变形加剧,因此需要通过合理的刀具选择和切削参数设置来控制切削力。
3.热变形:加工过程中的高温和冷却过程会导致叶片的热胀冷缩,从而引起叶片的变形。
因此,需要通过合理的加工温度和冷却方案来减小热变形对叶片加工质量的影响。
4.刀具磨损:刀具磨损会导致刀尖产生磨损痕迹,进而影响叶片的加工形状和质量。
因此,需要进行定期的刀具检查和更换,以保持刀具的良好工作状态。
以上是叶片加工中一些主要的变形因素,下面介绍一些控制叶片加工变形的方法:1.选择合适的材料:根据叶片的要求,选择具有良好机械性能和热胀冷缩特性的材料可以有效减小加工过程中的变形。
2.优化切削力:合理选择刀具和切削参数,减小切削力对叶片的影响。
例如,采用切削液进行冷却可以降低切削力和温度,减小加工变形。
3.合理控制加工温度:对于需要高温加工的叶片,可以采用适当的预加热和恒温加热控制方法,以减小热变形。
4.定期检查和更换刀具:及时检查和更换磨损的刀具,保持刀具的良好工作状态,减小刀具磨损对叶片加工质量的影响。
总之,叶片加工变形对航空发动机的性能和安全性具有重要影响,因此需要进行针对性的分析和控制。
通过选择合适的材料、优化切削力、控制加工温度以及定期检查和更换刀具等方法,可以有效减小叶片加工变形,提高发动机叶片的加工质量和形状,从而提高整个发动机的性能和可靠性。
航空发动机叶片加工变形控制方法随着航空工业的不断发展和技术的不断进步,航空发动机的性能要求越来越高,部分航空发动机叶片的加工难度也日益增加。
在航空发动机的叶片加工过程中,加工变形是一个很重要的问题,如果无法得到控制,就会对航空发动机的性能产生负面影响。
因此,本文将介绍一种航空发动机叶片加工变形控制方法。
航空发动机叶片加工变形控制方法包括四个主要步骤:1)设计加工路径;2)计算加工中的变形;3)控制加工变形的方法;4)检验加工结果。
下面将对这四个步骤进行详细的介绍。
首先是设计加工路径。
在航空发动机叶片的加工过程中,加工路径的设计非常重要。
合理的加工路径不仅能够保证叶片的尺寸和形状的精度,还能够减小加工变形。
在设计加工路径时,应该考虑叶片的几何形状、材料的特性以及切削力等因素,并采用适当的刀具、切削参数和切削方式。
接下来是计算加工中的变形。
在设计好加工路径之后,需要进行变形分析。
变形分析是通过计算机模拟等手段,对叶片在加工中发生的变形和应变进行预测和分析。
在计算变形时,需要考虑材料的弹性模量、材料的屈服点、材料的塑性形变等因素。
通过分析得出的变形结果,对加工过程进行优化和调整。
第三个步骤是控制加工变形的方法。
在进行叶片加工时,要采取一些控制变形的措施。
其中最常用的方法是使用支撑夹具。
支撑夹具的作用是在加工过程中对叶片进行固定,防止叶片发生变形。
此外,还可以采用切削参数的调整、刀具的选择等措施来控制加工变形。
最后一个步骤是检验加工结果。
在进行叶片加工后,需要对加工结果进行检验。
检验结果可以通过量具、三坐标测量机等手段进行测量,检查叶片的尺寸和形状是否符合设计要求。
如果发现叶片存在变形,应该及时对加工过程进行优化和调整。
综上所述,航空发动机叶片加工变形控制方法是一个综合性的工艺问题。
在实际应用中,需要根据具体情况进行定制化的控制方案。
通过合理的加工路径设计、变形分析、加工变形控制和方案检验,可以有效地控制航空发动机叶片的加工变形,提高叶片的加工精度和性能。
航空发动机叶片加工变形控制方法航空发动机叶片加工是一项高精度加工技术,其加工精度要求对叶片轮廓、表面质量和尺寸精度等方面都要有较高的要求。
在加工过程中,叶片会受到多种因素的影响,如温度、振动、加工力等,导致叶片形状和尺寸的变化,从而影响其性能和寿命。
因此,如何进行有效的变形控制成为研究的热点问题之一。
针对航空发动机叶片加工变形控制问题,本文提出一种新的控制方法。
该方法基于智能传感器技术和自适应控制理论,通过实时监测叶片表面变形情况,快速反馈控制信号,实现对叶片加工变形的实时控制,提高加工精度和品质。
具体而言,该方法由以下几个步骤构成:1.建立数学模型在叶片加工过程中,叶片会受到多种载荷作用,从而导致叶片的变形。
因此,需要建立叶片变形的数学模型,分析不同载荷的影响程度,并预测叶片的变形情况。
2.安装智能传感器为了能够实时监测叶片表面变形情况,需要在叶片表面安装智能传感器。
智能传感器可以实时采集叶片表面的变形数据,并将数据传输给控制系统。
3.制定控制策略依据叶片变形模型、加工规程和加工目标,制定变形控制策略。
根据实时监测的叶片变形数据,系统会自动调整加工参数,如加工速度、切削深度、进给速度等,以控制叶片变形。
4.控制系统建模为实现自适应控制,需要构建控制系统模型。
在叶片加工过程中,控制系统会根据叶片表面的反馈信号进行控制,控制系统模型可以通过逆向思维建立,即先将加工目标和加工规程转化为控制系统输入,再将叶片表面变形数据作为控制系统输出。
5.实时监测和控制通过智能传感器实时监测叶片表面的变形情况,并将数据传输给控制系统。
控制系统根据数学模型和控制策略,实时调整加工参数,达到控制叶片变形的目的。
同时,控制系统也会自适应地调整控制策略,以适应不同的加工环境和变形情况。
航空发动机叶片加工变形控制方法引言航空发动机叶片是一个关键的部件,对于发动机的性能和可靠性有着重要影响。
在制造过程中,叶片会经历各种加工工艺和热处理过程,这可能会导致叶片的变形,从而对叶片的性能产生负面影响。
控制叶片的加工变形至关重要。
本文将介绍一种航空发动机叶片加工变形控制方法,该方法可以有效地减少叶片的加工变形,提高叶片的加工精度和性能。
一、叶片加工变形的原因叶片加工变形主要由以下几个方面的因素造成:1.材料变形:叶片的加工过程中会受到力的作用,这会导致材料的弹性变形。
加工过程中可能会产生割缘和气氛,这些都会对叶片材料产生应力,并导致材料的塑性变形。
2.热变形:叶片在加工过程中需要进行热处理,如退火、淬火等。
这些热处理过程会改变叶片的晶体结构和尺寸,从而导致热变形。
3.加工残留应力:加工过程中会产生残留应力,这些应力会引起叶片的变形,尤其是在各种工艺环节的连接处和叶片边缘。
4.设备和工艺问题:叶片加工过程中的设备和工艺参数的不稳定性会导致叶片的变形。
加工过程中的切削力不均匀、冷却液的温度和流量不稳定等。
为了减少叶片的加工变形,可以采取以下控制方法:1.选用合适的材料:选择适当的材料可以减少材料的变形。
比如选择具有较高的强度和硬度的材料,可以减少材料的弹性变形和塑性变形。
2.合理的工艺设计:在制造叶片时,需要综合考虑各个工艺环节的影响,合理设计工艺流程。
这包括刀具的选择、切削参数的确定、切削液的使用等。
通过优化工艺参数,可以减少叶片的变形。
3.加工过程控制:在加工过程中,需要对加工过程进行严格的控制。
需要定期检查和校准加工设备,确保其稳定性和精度。
要注意切削力的均匀分布,避免过大的切削力集中在叶片的某个区域,造成叶片的变形。
4.热处理控制:在进行热处理时,需要严格控制温度、时间和冷却速度等参数,以避免发生过热、过冷和过快的处理,造成叶片的热变形。
5.残余应力控制:加工过程中会产生一些残余应力,这些应力会引起叶片的变形。
2019.04科学技术创新-37-航空发动机叶片加工变形因素分析及控制蔺治强梁巧云(中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司,辽宁沈阳110043)摘要:在世界范围内,一个国家的工业综合实力往往是通过航空发动机的研发和加工技术水平来体现的。
在航空发动机加工的过程中有效的保障加工质量,控制加工变形已经成为了航空发动机生产以及研发过程中的重要课题,对于航空事业的发展有非常积极的作用。
在航空发动机生产过程中,叶片的生产工艺非常关键,不论是从叶片的加工精度以及叶片的加工质量上都有着非常严格的要求。
由于航空发动机的叶片形状曲面较多,因此如何控制叶片的加工尺寸以及加工精度就成为了叶片加工过程中的重要环节。
关键词:航空发动机;叶片加工;变形因素;控制措施中图分类号:V263文献标识码:A作为航空发动机中的重要组成部分,叶片的质量对于发动机的性能至关重要。
因此在发动机加工的过程中,其加工精度以及加工质量要严格进行控制。
在整个航空发动机加工的过程中,叶片的加工量占到了总加工量的三分之一,因此叶片的加工质量在很大程度上决定了发动机的加工质量。
在发动机加工制造的过程中,由于我国加工设备以及加工工艺等因素的限制,导致了我国的发动机加工精度和质量,尤其是叶片的加工工艺和加工质量受到了非常大的影响,严重的影响了发动机叶片的加工效率。
在长期的发动机叶片加工过程中,我们可以得知,叶片的加工轮廓精度达到25“m的情况下,我们可以通过控制和提升叶片的表面加工粗糙度来实现叶片加工质量的提升,同时也能够有效的提升叶片的加工效率。
总体上来分析,我们在进行叶片加工的过程中,只有采取适当的加工工艺以及加工技术,才能够有效的提升叶片的加工精度和加工质量,进而有效的实现发动机加工质量的提升。
发动机加工质量的提升不仅仅能够有效的提升航空发动机的运行效率,同时还能够减低航空发动机的运行油耗。
1航空发动机叶片加工的基本现状。
航空发动机使用的基础材料的进步使得我国的航空发动机进入了一个新的阶段,航空发动机叶片所使用的材料逐渐地由钛合金、镰基高温合金逐渐向着金属基复合材料及陶瓷基复合材料等方面进行过渡。
同时航空发动机叶片的扭角更大、厚度更薄从而对航空发动机叶片的轮廓加工精度和表面加工质量提出了更高的要求。
现今在航空发动机叶片的加工制造中,由于五轴联动数控机床的大量应用及数控编程理论的不断深入,从而使得在航空发动机叶片的加工制造中对于高刚性复杂曲面自由度的航空发动机叶片已经能够达到较高的加工精度。
2影响航空发动机叶片加工变形的主要因素。
在航空发动机叶片加工的过程中,影响叶片加工变形的因素有很多,但是主要的影响因素有三个。
首先是叶片加工过程中切削力的存在导致的叶片加工变形;其次是叶片加工过程中定位支撑不当导致的叶片加工变形;最后是叶片加工过程中的残余应力导致的叶片加工变形。
叶片在加工的过程中属于薄壁并且刚性较差的零部件,导致叶片在加工的过程中容易受到车床切削力的影响产生加工变形。
这一变形主要是让刀变形。
目前叶片的加工材料主要是高性能不锈钢以及高温钛合金材料,这些材料在加工的过程中也会受到切削力的影响出现让刀变形。
叶片在加工的过程中变文章编号:2096-4390(2019)04-0037-02形量最大的位置在叶尖的位置以及刚性较差的位置。
正是由于叶片的加工复杂性以及叶片的刚性不均匀分布等因素,导致了叶片在加工过程中容易受到切削力的影响,出现加工变形。
叶片在加工的过程中,定位支撑方式的不恰当选择以及加工残余应力的存在也能够导致叶片的加工变形。
很多时候,由于叶片加工工期的限制,会减少叶片加工热处理的次数。
进行叶片加工的时候,热处理的主要作用是消除加工内应力,提升叶片的加工性能。
减少热处理的次数对于叶片加工应力的去除非常不利,进而造成叶片加工过程中的变形问题。
在叶片加工中,很多的加工误差是由于夹装问题导致的。
定位支撑的位置不准确不仅仅不能够提升叶片的加工精度,同时对于叶片的加工尺寸以及加工精度有非常大的影响。
虽然目前很多的叶片加工都是通过添加支撑的方式进行叶片的加工定位,但是夹装定位同时会导致叶片的加工夹装误差,特别是在加工精度要求非常高的叶片的时候,夹装定位产生的叶片变形问题更加突出,我们需要在叶片加工的过程中给予重视和规避。
3有效控制航空发动机叶片加工变形的主要措施。
在控制航空发动机叶片加工变形的措施里面,目前来看最主要的控制措施有两种,首先是通过优化叶片夹装方式以及加工工艺的措施,控制叶片的加工变形;同时还可以通过不断的优化叶片的加工工艺参数来实现叶片加工误差的补偿,控制叶片的加工变形。
在实际的叶片加工过程中,除了上述两种控制叶片加工变形的措施之外,还有很多的技术措施来控制叶片的加工变形。
本文主要针对上面提及的两种控制叶片加工变形的措施进行详细的阐述。
3」提升叶片加工过程中的装夹方式。
目前最有效并且最直接控制叶片加工变形的描施就是改变叶片的加工夹装方式。
我们可以通过改变叶片定位夹装的方式来控制叶片加工变形,或者我们也可以通过增加叶片加工支撑的方式来控制叶片的加工变形,上述两种方式都能够在叶片加工的过程中提升叶片的加工刚性,降低叶片加工辻程中的受力变形问题。
改善夹装方式目前已经是航空发动机叶片加工中最常用的变形控制措施。
通过实际的加工我们可以发现,在叶片夹装的时候,采用两端夹装定位的方式能够有效的提升叶片的抗变形能力,降低叶片的加工变形。
除此之外,我们还可以利用辅助支撑的形式在叶尖加工工艺台上进行加固夹装,通过辅助支撑来提升叶片的轴向作用力,实现叶片的加工变形降低。
我们除了改变叶片的夹装方式之外,我们还可以通过(转下页)-38-科学技术创新2019.04基于MPU6050的四轴飞行器姿态角解算时琦(浙江农林大学,浙江临安311300)摘要:通过对IMU数据(陀螺仪、加速度计、磁力计等)融合补偿修正来解算出四轴飞行器在空中的飞行姿态,可以叫做IMU数据融合。
相比于其他复杂滤波算法精度要低,但足够满足四轴飞行器的需要,使飞行器反应快,飞行稳。
关键词:IMU数据;姿态角;四轴飞行器;主控制器;互补滤波中图分类号:V448.22文献标识码:A文章编号:2096-4390(2019)04-0038-021飞行器姿态角姿态角就是以地球坐标系(以北东地构成坐标系X,Y,Z轴)为基准,机体坐标系X,Y,Z轴与地球坐标系X,Y,Z轴相应的夹角。
主控器需要实时计算自己的姿态,才能控制我们想要的动作。
用数学模型来描述就是一个刚体的固连坐标系和参考坐标系之间的角位置关系。
姿态角有很多种表示方法。
2姿态角的表示姿态角常用四元数,欧拉角,方向余弦矩阵等数学模型表达,根据四轴飞行器特点通常使用四元数,欧拉角和方向余弦矩阵。
飞机通常用三个欧拉角横滚角(roll),俯仰角(pitch)航向角(yaw)表示机体相对于地球的空间转动。
2.1欧拉角表示用一个静止不动的参考系一个固连于刚体的坐标系,根据刚体的旋转分别产生a、队丫即为欧拉角,如图lo2.2四元数表示四元数由四个元构成的数:Q(qo,qi,%g3)=go+gii+q2j+g3k图1欧拉角根据四元数的相同单位向量作四元数乘时成虚单位特性;相异单位向量作四元数乘时呈单位向量叉乘特性,四元数是不可交换延伸的复数,可看作四维向量。
主要用其三角式:Q=cos专+usin号。
2.3方向余弦矩阵表示空间首先以绕Zn轴为例,推导旋转过程中空间坐标的转化,首先设坐标系1绕0Z1轴旋转a角后得到坐标系2,矢(转下页)改善夹装方式来控制和降低叶片的加工变形。
需注意的一点是,我们通过改变夹装的方式来控制叶片的加工变形,在很大程度上能够增加叶片的定位变形,同时辅助装置的增加并不会对加工残余应力进行控制,因此这一控制叶片加工变形的方式并不能够完全消除叶片的加工变形,只能够缓解叶片的加工变形。
提升叶片夹装的措施只适用于叶片加工应力较小的情况下,对于叶片加工应力较大的情况并不适合。
3.2优化叶片加工过程中的工艺参数在叶片加工的过程中,让刀变形非常常见。
造成这一问题的主要原因在于叶片的刚性不足。
因此为了有效的改善这一情况导致的叶片加工变形,我们要在叶片加工的时候,优化叶片的加工工艺参数。
传统形式上的叶片加工都是采用分层消除叶片加工应力的方式来进行叶片加工。
我国在叶片加工的时候,控制变形方式是增加加工余量补偿的方式进行加工变形控制,这一加工方式对于提升叶片的加工精度有非常大的帮助。
同时我国的航空发动机叶片加工公司还提出了通过改善叶片加工工艺的方式来提升叶片的切削加工质量,这样也能够有效的控制叶片加工变形问题。
优化叶片加工过程中的工艺参数最主要的作用就是能够控制叶片加工表面的加工质量,通过控制加工表面的加工精度来控制叶片的加工变形。
通常来讲由于也叶片加工过程中的受力不均匀,能够导致严重的加工变形问题,特别是叶片受到切削力影响的时候,加工变形更加的严重。
因此我们在叶片加工的时候,要保障叶片加工的受力均匀,规避叶片的加工受力变形。
要想有效的让叶片受力均匀,我们在实际的加工中要针对受力参数进行优化和提升,重点提升叶片的切削受力。
通过优化叶片的受力情况,对于叶片的加工表面变形有非常大的帮助。
结束语航空发动机在加工的过程中,对于加工质量和加工精度都有着非常严格的要求。
为了有效的保障航空发动机的加工质量和精度,我们首先要保障叶片的加工质量和精度。
在叶片的加工过程中,我们对于叶片的加工质量和加工稳定性都有一定的要求。
由于叶片的曲面形状较多,因此我们在叶片的加工过程中存在加工尺寸保障难.加工精度保障难的问题,为了有效的提升叶片的加工质量和精度,我们在叶片加工的时候,要对叶片的加工变形进行有效的分析和控制,分析出叶片加工变形产生的原因,针对不同的原因进行针对性的改进和控制,保障叶片加工过程中的加工质量。
参考文献[1]李勋,于建华,赵鹏.航空发动机叶片加工变形控制技术研究现状[J].航空制造技术,2016,516(21):41-49.[2]刘维伟,张定华.航空发动机薄壁叶片精密数控加工技术研究[J].机械科学与技术,2004,23(3):329-331.⑶刘长荣,张小芹,麻东升.提高薄壁零件加工精度的研究[J].廊坊师范学院学报:自然科学版,2008(6):34-35,44.。